We previously reported that the novel isoflavone-free peptide mixture (black soybean peptide, BSP) had several beneficial effects like antiobesity and hypotriglyceridemic effect. However, there are no reports for BSP on anti-hypertensive activity. BSP induced heme oxygenase-1 (HO-1) in HUVECs, thus ...
We previously reported that the novel isoflavone-free peptide mixture (black soybean peptide, BSP) had several beneficial effects like antiobesity and hypotriglyceridemic effect. However, there are no reports for BSP on anti-hypertensive activity. BSP induced heme oxygenase-1 (HO-1) in HUVECs, thus investigated the HO-1-induced activity in HUVECs and the anti-hypertensive effects in SHR animal model. BSP significantly induced HO-1 expression both at transcriptional and protein levels in a time- and dose-dependent manner as measured by RT-PCR and Western blot analysis, respectively. These inductions were abolished by pretreatment of N-acetyl-cystein (NAC, 1~10 mM), but not by employing Tempol, a superoxide dismutase (SOD) mimetic (1~5 mM). As expected, enzymatic activity (~2 fold) determined by bilirubin formation assay and cGMP concentration (~6 fold) were significantly increased in BSP-treated cells. Based on the numerous evidences on the beneficial effects of HO-1 and our results, we investigated in vivo effects of BSP on the antihypertensive activity. The administration of BSP (1% in drinking water) significantly decreased mean blood pressure (BP) (from $218.6{\pm}6.99$ to $190.0{\pm}3.42$ mm Hg, p<0.01). This result indicates that BSP is strong inducer of HO-1 expression, which may be triggered by oxidative stress, and has anti-hypertensive activity.
We previously reported that the novel isoflavone-free peptide mixture (black soybean peptide, BSP) had several beneficial effects like antiobesity and hypotriglyceridemic effect. However, there are no reports for BSP on anti-hypertensive activity. BSP induced heme oxygenase-1 (HO-1) in HUVECs, thus investigated the HO-1-induced activity in HUVECs and the anti-hypertensive effects in SHR animal model. BSP significantly induced HO-1 expression both at transcriptional and protein levels in a time- and dose-dependent manner as measured by RT-PCR and Western blot analysis, respectively. These inductions were abolished by pretreatment of N-acetyl-cystein (NAC, 1~10 mM), but not by employing Tempol, a superoxide dismutase (SOD) mimetic (1~5 mM). As expected, enzymatic activity (~2 fold) determined by bilirubin formation assay and cGMP concentration (~6 fold) were significantly increased in BSP-treated cells. Based on the numerous evidences on the beneficial effects of HO-1 and our results, we investigated in vivo effects of BSP on the antihypertensive activity. The administration of BSP (1% in drinking water) significantly decreased mean blood pressure (BP) (from $218.6{\pm}6.99$ to $190.0{\pm}3.42$ mm Hg, p<0.01). This result indicates that BSP is strong inducer of HO-1 expression, which may be triggered by oxidative stress, and has anti-hypertensive activity.
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문제 정의
6% 수분량)22)로, 최근에 우리는 BSP의 체중조절(항비만) 및 혈당조절(항당뇨병) 효과를 확인하였고, 작용기전으로 AMPK(AMP-activated protein kinase) 활성 촉진과 ER stress/인슐린 저항성의 개선효과 기전을 각각 제시한 바 있다.23,24) 그러나 항고혈압 효과에 대한 BSP의 활성은 측정된 바 없어 인체 혈관내피세포(HUVECs, human umbilical vein endothelial cells)와 19주된 SHR 동물모델을 이용하여 HO-1 효소를 중심으로 유도발현 및 HO의 생화학적 활성, 그리고 SHR 동물모델의 항고혈압 효과를 확인하고자 한다.
본 연구에서는 HO-1의 활성을 기초한 항고혈압 효과가 기대되는 새로운 peptide 혼합물을 사용하고자 한다. 이 물질은 (주)농심에서 개발된 검은콩(Rhynchosia volubilis)으로부터 분리 정제한 새로운 isoflavone-free peptide mixture(BSP: 50.
제안 방법
, Ltd.(경기도 가평) 1주일간 안정 기간을 두고 이후에 매일 신선한 BSP 용액(물에 1% 농도)과 물을 자유롭게 먹을 수 있도록 하여 실험군(각각 n=10)과 대조군(각각 n=8)을 구별하여 4주간 복용 실험을 수행하였다. BSP 복용 후 19주가 된 시기에 평균 혈압, 심방동수 및 몸무게와 심장 무게를 측정하였고 혈액 5 ml에서 혈청을 분리하였다.
ALT(GPT) −혈청 시료 중의 ALT는 L-alanine과 α-ketoglutarate를 pyruvate와 L-glutamate로 전환시켜, pyruvate가 NADH의 존재 하에 LDH의 작용으로 lactate로 전환될 때 340 nm에서 NADH의 감소 속도를 측정하였다(JSCC 법, HBi, Korea).
AST(GOT) −혈청 시료 중의 AST는 L-Asparatate와 α-ketoglutarate를 Oxaloacetate와 L-Glutamate로 전환시켜, oxaloacetate가 NADH의 존재 하에 MDH의 작용으로 L-Malate로 전환될 때 340 nm에서 NADH의 감소속도를 측정하였다(IFCC법, HBi, Korea).
BSP 복용 중에 간장내 독성 정도를 확인하기 위하여 아래 방법을 이용하여 혈청내 AST와 ALT 값을 측정하였고, 전체 콜레스테롤과 중성지방, HDL 및 LDL 농도도 측정하였다(KAMSI, Seoul).
(경기도 가평) 1주일간 안정 기간을 두고 이후에 매일 신선한 BSP 용액(물에 1% 농도)과 물을 자유롭게 먹을 수 있도록 하여 실험군(각각 n=10)과 대조군(각각 n=8)을 구별하여 4주간 복용 실험을 수행하였다. BSP 복용 후 19주가 된 시기에 평균 혈압, 심방동수 및 몸무게와 심장 무게를 측정하였고 혈액 5 ml에서 혈청을 분리하였다. SHR 모델에서 혈압 측정 시 비선택성 교감신경계 조절제인 labetarol(labetarol hydrochloride, 5 mg/kg)을 이용한 양성대조군(positive control, n=4)을 함께 비교하였다.
HO-1의 유도발현이 세포독성 효과로 유도되는지 또는 다른 경로가 작용하는지를 확인하기 위하여 대표적인 reactive oxygen species(ROS) 경로를 조절하는 2가지 항산화제를 사용하였다. 즉, BSP 처리 후에 세포내 활성산소(superoxide anion)의 생성이 HO-1을 유도했는지를 확인하기 위하여 Tempol(1, 5 mM)을, 아니면 일반적인 ROS가 원인인지를 확인하기 N-acetyl-cystein (NAC; 1, 10 mM)를 전처리한 후 BSP를 처리하였다.
본 연구에서는 (주)농심에서 개발한 isoflavone-free한 BSP가 혈관내피세포에서 세포독성 없이 HO-1 유전자발현을 유도함을 확인하고, HO-1 활성을 이용한 항고혈압 효과를 고혈압 동물모델에서 입증하였다. HUVECs에서 확인된 HO-1의 유도 발현과 활성, 그리고 cGMP의 높은 세포내 농도의 결과들은 항고혈압효과를 기대할 수 있는 경로이므로 BSP의 항고혈압 효과에 대한 가능한 기전으로 제시하였다. 특히, BSP를 처리한 HUVECs에서 HO 생화학적 활성보다 크게 차이가 있는 높은 cGMP의 농도는 HO-1 이외의 다른 신호전달 경로, 예를 들면 AMPK-eNOS/NO의 활성기전의 매개도 배제할 수 없었다.
BSP 복용 후 19주가 된 시기에 평균 혈압, 심방동수 및 몸무게와 심장 무게를 측정하였고 혈액 5 ml에서 혈청을 분리하였다. SHR 모델에서 혈압 측정 시 비선택성 교감신경계 조절제인 labetarol(labetarol hydrochloride, 5 mg/kg)을 이용한 양성대조군(positive control, n=4)을 함께 비교하였다.
TBS-T(0.1% Tween 20, 10 mM Tris base, 100 mM NaCl, pH 8.0)로 씻어낸 후, 마우스 단일 항체인 HO-1(Stressgen, Victoria, Canada), β-actin과 다클론 항체인 HO-2 (Santacruz)를 각각 상온에서 2시간 동안 반응시켰다.
Takara RNA PCR kit의 설명에 따라 1 μg의 HUVEC의 RNA를 random 9-mer와 AMV reverse transcriptase XL(Takara, Kyoto, Japan)과 반응시켰다.
본 연구에서는 (주)농심에서 개발한 isoflavone-free한 BSP가 혈관내피세포에서 세포독성 없이 HO-1 유전자발현을 유도함을 확인하고, HO-1 활성을 이용한 항고혈압 효과를 고혈압 동물모델에서 입증하였다. HUVECs에서 확인된 HO-1의 유도 발현과 활성, 그리고 cGMP의 높은 세포내 농도의 결과들은 항고혈압효과를 기대할 수 있는 경로이므로 BSP의 항고혈압 효과에 대한 가능한 기전으로 제시하였다.
세척 용액으로 3회 세척 후, pNPP 기질을 넣고 1 ELISA reader(Power Wavex 340)로 405 nm의 파장에서 cGMP 농도 값을 측정하였다.
세포 내 cGMP의 농도를 측정하기 위해 R&D의 cyclic GMP immunoassay kit(R&D, Minneapolis, MN)를 사용하였다.
시료 단백질 25 μg을 100℃에서 10분간 가열한 후, 8~16% Tris-glycine gradient gel(Novex, Invitrogen, Netherlands)에서 125 volt로 전기영동하였다.
여기에 아세틸화를 시켜주는 용액을 넣고 2초간 섞어준 뒤, 이들을 microplate에 넣어주었다. 여기에 cGMP 결합 용액, cGMP 항체 용액을 각각 넣고 2시간 동안 흔들며 반응시켰다. 세척 용액으로 3회 세척 후, pNPP 기질을 넣고 1 ELISA reader(Power Wavex 340)로 405 nm의 파장에서 cGMP 농도 값을 측정하였다.
1M HCl을 넣고 10분간 상온에 놓아 두어 해리 시킨 뒤 600×g로 실온에서 10분간 원심분리하였다. 원심분리 된 샘플의 상층액 만을 취하여 건조시켜준 뒤, cGMP를 측정하였다. 먼저 건조된 시료와 standard 시료를 ED2 assay buffer에 녹였다.
Takara RNA PCR kit의 설명에 따라 1 μg의 HUVEC의 RNA를 random 9-mer와 AMV reverse transcriptase XL(Takara, Kyoto, Japan)과 반응시켰다. 인간의 HO-1 cDNA에서 제작한 primer(sense, AAG ATT GCC CAG AAA GCC CTG GAC; antisense, AAC TGT CGC CAC CAG AAA GCT GAG)를 이용하여 94℃ 변성 40초, 58℃ annealing 40초, 72℃ 신장반응 1분 30초를 30회 반복하여 증폭시켰다. 증폭된 HO-1은 1% TBE agarose gel을 통해 확인하였다.
HO-1의 유도발현이 세포독성 효과로 유도되는지 또는 다른 경로가 작용하는지를 확인하기 위하여 대표적인 reactive oxygen species(ROS) 경로를 조절하는 2가지 항산화제를 사용하였다. 즉, BSP 처리 후에 세포내 활성산소(superoxide anion)의 생성이 HO-1을 유도했는지를 확인하기 위하여 Tempol(1, 5 mM)을, 아니면 일반적인 ROS가 원인인지를 확인하기 N-acetyl-cystein (NAC; 1, 10 mM)를 전처리한 후 BSP를 처리하였다. 흥미롭게도 BSP에 의한 HO-1의 유도발현이 NAC 2가지 농도 모두에서 억제되었으나, Tempol 전처리에서는 변화가 없거나 다소 증가하는 경향이 있었다(Fig.
최근에 본 연구진이 동물모델에서 전신 혈압을 측정할 때 마취제나 기구에 대한 스트레스를 피하기 위하여 Awake 상태에서 대퇴부 동맥에 삽입된 카테터(PE-10, Becton Dickinson)를 이용한 방법을 적용하였다.25) 이 카테터를 SHR 모델에서만 피부를 통해서 외부로 노출하여 압력 측정기에 연결하였다(Research Grade BP transducer, Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA).
대상 데이터
동물모델 실험과정은 인하대학교 의과대학 Animal Ethics Committee에서 승인되었고, Korean Academy of Medical Science에 의해 제시된 동물실험에 대한 가이드에 따라 수행하였다. 14주된 수컷 Wistar/ST(n=16)와 SHR(n=24)을 구입하여(Orient-Bio laboratory Animal Research Center Co., Ltd.(경기도 가평) 1주일간 안정 기간을 두고 이후에 매일 신선한 BSP 용액(물에 1% 농도)과 물을 자유롭게 먹을 수 있도록 하여 실험군(각각 n=10)과 대조군(각각 n=8)을 구별하여 4주간 복용 실험을 수행하였다.
연구에 사용된 human umbilical vein endothelial cell(HUVEC)은 인간을 기원으로 하는 세포주이며 (주)바이오버드(Bio-bud, Seoul, Korea)에서 분양받았다. HUVEC은 20% fetal bovine serum(FBS, Gibco, Grand Island, NY), 1% 항생제(penicillin/ streptomycin, Gibco), 25 mM HEPES(Boehringer Mannheim GmbH, Germany), 10 unit/ml Heparin(Sigma, St.
위의 대조군으로는 18S rRNA(sense, 5'-TGC ATG TCT AAG TAC GCA CG-3'; antisense, 5'-TTG ATA GGG CAG ACG TTC GA-3')를 이용하였다.
데이터처리
본 내용에서 측정된 실험은 3번의 반복실험을 통하여 필요시대조군과 실험군 간의 차이 정도를 통계적으로 분석하였으며 유의성 검증은 평균값±표준편차로 군간 unpaired Student's t test(HUVECs 결과) 또는 Mann-Whitney 방법(in vivo 결과)을 적용하였다(p<0.05 또는 p<0.01).
이론/모형
HO-1의 전사량을 측정하기 위해 HUVEC의 RNA를 TRI reagent(Moecular research center, Cincinnati, USA)를 이용한 chloroform/isopropanol 방법으로 추출하였다. Takara RNA PCR kit의 설명에 따라 1 μg의 HUVEC의 RNA를 random 9-mer와 AMV reverse transcriptase XL(Takara, Kyoto, Japan)과 반응시켰다.
평균혈압을 측정하기 위한 대퇴부 동맥내 카테터 삽입은 SHR모델에서만 수행하였다. 4주간의 BSP 처리는 SHR의 평균 혈압을 통계적으로 유의하게 감소시켰으며(218.
성능/효과
왜냐하면 우리의 이전 실험에서 BSP는 C2C12근육세포에서 AMPK의 활성 촉진을 의미하는 AMPK 인산화 정도를 유의하게 증가시켰다.23) 본 연구 결과에는 제시하지 않지만 HUVECs에서도 BSP가 AMPK의 인산화 정도를 농도-의존적으로 촉진시키는 결과를 확인하였으며, 이는 AMPK 하위 경로에 위치하는 eNOS의 인산화 활성부위인 Ser1177 촉진 결과와 연관됨이 잘 알려져 있으므로 AMPK-eNOS 신호전달 경로를 충분히 예상할 수 있었다.29) 우리는 특히 BSP 처리로 뚜렷한 증가를 보였던 cGMP 농도를 근거로 HO/CO-sGC/cGMP 경로 뿐 아니라 eNOS/NO-sGC/cGMP 경로의 가능한 활성 경로를 확인할 것이다.
3) 이런 고혈압 증상을 효과적으로 조절하기 위한 대표적인 약리학적 경로는 이뇨작용, 교감신경 억제, 혈관확장 및 angiotensin 생성 또는 작용 억제와 같은 4가지 기전에 기초한다.4) 고혈압 환자들의 대부분이 이들 기전에 근거하여 약물을 장기적으로 복용하며 단독 또는 병용투여로 처방된다. 특히, 본태성 고혈압은 산화적 스트레스와 함께 다양한 염증반응 유발과 연관되어 항산화 활성을 가지는 물질들이 혈관손상을 보호하거나 고혈압 증상을 억제할 수 있었다.
4주간의 BSP 처리는 SHR의 평균 혈압을 통계적으로 유의하게 감소시켰으며(218.6±6.99 vs 190.0±3.42 mmHg, p<0.05), 커테터를 통하여 labetarol(5 mg/kg)이주입된 대조군과도 비교될 수 있었다(Fig. 4C).
BSP 처리 시간을 포함하여 19주된 상태에서 Wistar와 SHR 모델의 체중의 감소는 주로 대조군인 Wistar에서만 관찰되고 Wistar보다 유의하게 적은 체중의 SHR(340±13.8 vs 408.0±9.8 g, p<0.001)에서는 4주간의 BSP 효과가 없었다(Fig. 4A).
2B). BSP를 처리한 후 세포내 cGMP의 농도는 기대보다 매우 높게 측정되었다. 즉, BSP를 처리하지 않은 대조 세포들에서는 0.
HO 활성으로 촉진되는 cGMP 농도의 증가는 유사한 정도로 비례하지만 BSP를 처리한 본 연구결과에서는 매우 높은 농도로 측정되었다. 일반적으로 HO 활성으로 생성되는 CO는 cGMP 생성효소인 sGC의 활성을 촉진하는 경로이므로 BSP에 의한 일부 활성이 작용했음을 알수있고,18,19) 또 다른 경로, 즉 혈관내피세포에서 일정하게 존재하거나 또는 활성화되는 eNOS(endothelial nitric oxide synthase)/NO의 경로를 예견할 수 있다.
HO-1의 전사체 유도발현을 확인하기 위하여 수행한 RT-PCR 결과에서 HUVECs에 배양액 용매로 BSP(0.1, 0.5 그리고 1.0 mg/ml) 3가지 농도를 16시간 동안 처리하였을 때, 농도-의존적 (평균 126%, 201% 그리고 347%)으로 mRNA의 발현양이 증가하였다(Fig. 1A). 또한 가장 높게 발현된 BSP 농도(1 mg/ml)를 시간별로 처리하였을 때 시간-의존적으로 mRNA 발현양이 증가하였으나 8시간 때에 가장 높은 발현의 양을 관찰할 수 있었다(Fig.
간장 기능 및 lipid parameter들의 측정 −본 연구에서 분리된 혈청시료에서 간기능 정도를 분석하기 위한 ALT 및 AST 측정치는 Wistar와 SHR 모델간 차이가 없었으며, 지질 성분에서도 두 모델간 측정치들에서 통계적으로 유의한 차이를 발견할 수 없었다(Table I).
1A). 또한 가장 높게 발현된 BSP 농도(1 mg/ml)를 시간별로 처리하였을 때 시간-의존적으로 mRNA 발현양이 증가하였으나 8시간 때에 가장 높은 발현의 양을 관찰할 수 있었다(Fig. 1B). 이 결과들은 3번의 반복실험을 통한 평균값을 제시한 것이다.
본 실험조건에서 전사체발현의 최대 증가를 나타낸 BSP 1 mg/ml의 농도를 전사체 발현 이후에 진행되는 해석(translation) 단계를 고려하여 3가지 다른 시간 4, 8 그리고 22시간 동안 각각 처리하였을 때 전사체 발현과는 다소 차이가 있게 시간-의존적으로 22시간 때 가장 높은 발현의 양을 보였다(Fig. 2A). 이 결과 또한 3번의 반복실험을 통한 평균값이다.
세포에서 측정된 HO의 생화학적 활성도는 BSP 1 mg/ml의 농도로 22시간 처리한 후 측정하였을 때, 실험 세포군에서는 54.0±8.9(bilirubin nmol/mg protein/hr) 값으로 시료 처리하지 않은 대조군 31.7±4.8 값보다 유의한 증가를 보였다(Fig. 2B).
즉, BSP를 처리하지 않은 대조 세포들에서는 0.11±0.01 (pmol/mg protein)로 측정된 반면 BSP를 처리한 실험 세포군들에서는 0.61±0.1로 거의 ~6배의 증가를 보였다(Fig. 2C).
4) 고혈압 환자들의 대부분이 이들 기전에 근거하여 약물을 장기적으로 복용하며 단독 또는 병용투여로 처방된다. 특히, 본태성 고혈압은 산화적 스트레스와 함께 다양한 염증반응 유발과 연관되어 항산화 활성을 가지는 물질들이 혈관손상을 보호하거나 고혈압 증상을 억제할 수 있었다.5,6) 동물모델에서 본태성 고혈압 증상이 나타나고 진행되는 정도가 사람과 가장 유사한 경우는 SHR(spontaneously hypertensive rat) 유전적 모델이며, 노화가 진행되면서 혈압은 비례하여 상승한다.
이미 BSP의 항비만 효과는 입증되었으며,23) AMPK와 같은 주요한 활성 기전도 입증된 바 있다. 특히, 심장의 무게에서 매우 흥미로운 결과를 확인할 수 있는데, SHR에서 체중대비 심장의 무게는 Wistar에 비하여 유의한 차이로 크고, 이는 SHR 모델의 심장에서 잘 알려진 hypertrophy 결과이다.32) 특히 BSP의 처리가 SHR에서 이 비율을 통계적으로 유의하게 감소시킬 수 있었다(0.
즉, BSP 처리 후에 세포내 활성산소(superoxide anion)의 생성이 HO-1을 유도했는지를 확인하기 위하여 Tempol(1, 5 mM)을, 아니면 일반적인 ROS가 원인인지를 확인하기 N-acetyl-cystein (NAC; 1, 10 mM)를 전처리한 후 BSP를 처리하였다. 흥미롭게도 BSP에 의한 HO-1의 유도발현이 NAC 2가지 농도 모두에서 억제되었으나, Tempol 전처리에서는 변화가 없거나 다소 증가하는 경향이 있었다(Fig. 3). 이 결과는 전사체와 단백질 발현 모두에서 같은 양상으로 확인되었다.
후속연구
이와 같은 BSP의 항고혈압의 효과가 HO-1의 활성 때문인지는 정확히 알 수 없으나, 이전의 HO-1과 AMPK와 같은 효소계 활성 효과에 대한 다양한 보고들에 의하면 충분한 연관성이 있을 것으로 본다.12,13,15,29,30) 본 연구에서는 제시하지 않았으나 HUVECs에서 BSP가 HO-1 뿐 아니라 AMPK 활성을 촉진하는 결과는 확인되었으므로(미보고 결과) 보다 정확한 항고혈압 효과에 대한 작용기전이 구명될 것이다.
22) 더욱이 hepta-펩타이드(IPPGVPY)가 약 50 μg/g의 농도로 포함된 활성 펩타이드를 혈청내에서 측정한 바 있으므로 이 후에 연구되는 활성 펩타이드의 약동학적인 혈중 농도 측정도 가능할 것이다.
23) 본 연구 결과에는 제시하지 않지만 HUVECs에서도 BSP가 AMPK의 인산화 정도를 농도-의존적으로 촉진시키는 결과를 확인하였으며, 이는 AMPK 하위 경로에 위치하는 eNOS의 인산화 활성부위인 Ser1177 촉진 결과와 연관됨이 잘 알려져 있으므로 AMPK-eNOS 신호전달 경로를 충분히 예상할 수 있었다.29) 우리는 특히 BSP 처리로 뚜렷한 증가를 보였던 cGMP 농도를 근거로 HO/CO-sGC/cGMP 경로 뿐 아니라 eNOS/NO-sGC/cGMP 경로의 가능한 활성 경로를 확인할 것이다.
특히, BSP를 처리한 HUVECs에서 HO 생화학적 활성보다 크게 차이가 있는 높은 cGMP의 농도는 HO-1 이외의 다른 신호전달 경로, 예를 들면 AMPK-eNOS/NO의 활성기전의 매개도 배제할 수 없었다. 우리는 BSP의 할고혈압 효과 뿐 아니라 추가적인 실험에서 anti-hypertrophy 효과 및 기전도 규명할 것이다. 따라서 BSP의 개선효과 및 작용기전을 고려하면 고혈압, 당뇨병, 비만 등과 같은 대사질환이 가장 중요한 BSP의 표적이 될 것이다.
이는 BSP의 antihypertrophy의 효과를 의미하므로 새로운 BSP의 효과로 평가될 수 있다. 전술한 것과 같이 BSP는 근육세포와 간장 세포 등에서 AMPK의 활성물질로 확인되었는데,23) hypertrophy 조절 기전에 중심 경로인 AMPK-mTOR/p70S6K의 기전이 BSP에 중요한 표적이 될 수 있을 것이므로 계속 연구를 진행할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
BSP의 HO-1 유전자발현 유도로 확인된 결과는?
본 연구에서는 (주)농심에서 개발한 isoflavone-free한 BSP가 혈관내피세포에서 세포독성 없이 HO-1 유전자발현을 유도함을 확인하고, HO-1 활성을 이용한 항고혈압 효과를 고혈압 동물모델에서 입증하였다. HUVECs에서 확인된 HO-1의 유도 발현과 활성, 그리고 cGMP의 높은 세포내 농도의 결과들은 항고혈압효과를 기대할 수 있는 경로이므로 BSP의 항고혈압 효과에 대한 가능한 기전으로 제시하였다. 특히, BSP를 처리한 HUVECs에서 HO 생화학적 활성보다 크게 차이가 있는 높은 cGMP의 농도는 HO-1 이외의 다른 신호전달 경로, 예를 들면 AMPK-eNOS/NO의 활성기전의 매개도 배제할 수 없었다.
Heme oxygenase란?
Heme oxygenase(HO)는 조직 및 세포내 heme의 생성 및 축적을 억제하기 위한 heme 분해효소이며, 다양한 유도체들에 의해서 유도발현되는 HO-1(inducible form)과 세포내에서 항상 일정한 정도로 존재하는 HO-2(constitutive form) 효소들이 생체내 세포, 조직 및 기관보호를 위하여 그 활성을 나타낸다. 이와 같은 보호작용은 HO 효소활성으로 생성되는 세포내 주요성분인 철분(iron)의 생성, 그리고 일산화탄소(carbon monoxide, CO) 및 담즙색소인 biliverdin과 bilirubin들의 항산화효과 등의 중요한 기전에서 비롯된다.
고혈압 증상을 효과적으로 조절하기 위한 대표적인 약리학적 경로는?
1,2) 그러나 원인이 확인되는 고혈압 환자는 약 15% 이하로 2차적 고혈압(secondary hypertension)이며, 대부분이 원인을 알 수 없는 본태성 또는 원발성 고혈압(essential 또는 primary hypertension) 환자이다.3) 이런 고혈압 증상을 효과적으로 조절하기 위한 대표적인 약리학적 경로는 이뇨작용, 교감신경 억제, 혈관확장 및 angiotensin 생성 또는 작용 억제와 같은 4가지 기전에 기초한다.4) 고혈압 환자들의 대부분이 이들 기전에 근거하여 약물을 장기적 으로 복용하며 단독 또는 병용투여로 처방된다.
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